EP0713232A1 - Chambre de coupure d'un disjoncteur électrique - Google Patents

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EP0713232A1
EP0713232A1 EP95410128A EP95410128A EP0713232A1 EP 0713232 A1 EP0713232 A1 EP 0713232A1 EP 95410128 A EP95410128 A EP 95410128A EP 95410128 A EP95410128 A EP 95410128A EP 0713232 A1 EP0713232 A1 EP 0713232A1
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arc
cut
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Steve Schneider Electric Rowe
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Schneider Electric SE
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H9/52—Cooling of switch parts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/34—Stationary parts for restricting or subdividing the arc, e.g. barrier plate
    • H01H9/346—Details concerning the arc formation chamber

Definitions

  • the invention relates to the breaking chamber of an electric circuit breaker, comprising an arc-forming chamber containing a fixed contact and a movable contact, which, at the time of their separation form an arc between them, said formation chamber communicating with the entrance to a second chamber, called the arc extinction chamber.
  • circuit breakers in particular miniature circuit breakers, it has been observed that after the switching of the arc, and the displacement of the latter in the breaking chamber in the direction of the extinguishing chamber, a current of a few amperes remains on the mobile contact. This low residual current is at the origin of a phenomenon called "reclaking" which is defined by the disappearance in a few microseconds of the arc present in the extinguishing chamber and appearance of the latter at the movable contact.
  • the present invention solves this problem and proposes an electrical circuit breaker cut-out chamber in which the risks of re-plating are considerably reduced.
  • the present invention relates to a breaking chamber of an electric circuit breaker comprising an arc forming chamber containing a fixed contact and a movable contact, which, at the time of their separation form an arc between them.
  • the formation chamber communicates with the entrance to a second so-called arc extinguishing chamber, and the breaking chamber is characterized in that it further comprises at least one cooler placed inside the formation of an arc so as to cool the gases present around the movable contact after the switching of the arc.
  • the above-mentioned coolers are placed around the movable contact.
  • the above-mentioned coolers are placed between the movable contact and the aforementioned extinguishing chamber, at a predetermined distance from said movable contact.
  • the aforementioned coolers consist of plates or tubes.
  • the above-mentioned coolers comprise two sets of plates parallel to each other, arranged on either side of the movable contact.
  • these plates extend substantially parallel to the movable contact.
  • the above-mentioned coolers comprise two sets of tubes parallel to each other, arranged on either side of the movable contact.
  • these tubes extend substantially perpendicular to the movable contact.
  • the above-mentioned coolers are made of metal or ceramic.
  • Figures 1, 2 and 3 are three schematic sectional views, respectively illustrating three particular embodiments of the invention.
  • FIGS. 1a, 2a and 3a are schematic side views, illustrating the shape and the arrangement of the coolers corresponding respectively to FIGS. 1, 2 and 3.
  • a pole 1 of miniature circuit breaker comprising an insulating housing B, having on its front face an operating handle 2 and on its two narrow lateral faces 3, 4, connection terminals 5, 6.
  • a movable contact 7 At the inside the housing B are housed, as is known per se, a movable contact 7 and a fixed contact 8.
  • the movable contact 7 is controlled by a control mechanism (not shown) connecting the aforementioned lever 2 to the movable contact 7 for the contact closure.
  • a thermal trip device and an electromagnetic trip device (not shown), capable of causing, in the event of an overload or short-circuit, an automatic opening of the contacts.
  • the lower part of the housing B contains a breaking chamber 9 constituted by a first arc-forming chamber 10, communicating with the inlet of a second chamber 11, called the arc extinction chamber, comprising separators 13 constituted by a stack of plates (or sheets) which extend parallel to the base 12 of the housing B.
  • the movable contact 7 extends substantially perpendicularly to the plane of the plates 13, so as to draw an arc between the contacts 7, 8, during their separation, the initial direction of which is substantially parallel to the plates 13.
  • the abovementioned breaking chamber 9 is delimited laterally by arcing horns 14, 15 respectively connected electrically to the two aforementioned terminals 5, 6. These arcing horns 14, 15 are arranged so as to pick up the arc drawn between the contacts 7, 8 during their separation.
  • cooling elements 16 are placed around the movable contact 7 and are intended to cool the hot gases present around the movable contact 7 after the switching of the arc.
  • These coolers 16 consist of two sets 17a, 17b of plates 17 parallel to each other, said sets being disposed respectively on either side of the movable contact 7.
  • these cooling elements 16, or coolers are constituted by two sets 18a, 18b of tubes 18 parallel to each other, said sets 18a, 18b being arranged on either side of the contact mobile 7.
  • these tubes 18, instead of being arranged around the movable contact 7, are placed in the arc-forming chamber 10, at a certain distance from said contact 7, for example at same distance between the separators 13 and the movable contact 7. It will be noted that in this case, the two sets of tubes 18a, 18b will be separated by a distance a greater than the width of the movable contact 7. In these three embodiments, the large exchange surface of the coolers 16 results in significant cooling of the gas.

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Abstract

La présente invention concerne une chambre de coupure d'un disjoncteur électrique. La chambre de coupure (9) du disjoncteur comprend une chambre de formation d'arc (10) renfermant un contact fixe (8) et un contact mobile (7), lesquels au moment de leur séparation forment un arc entre eux. La chambre de formation d'arc (10) communique avec l'entrée d'une chambre dite d'extinction d'arc (11). Cette chambre de coupure (9) est caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des éléments de refroidissement (16) placés à l'intérieur de la chambre de formation d'arc (10) de manière à refroidir les gaz entourant le contact mobile (7). Ces refroidisseurs (16) sont placés autour du contact mobile (7) ou à une certaine distance de celui-ci et peuvent être constitués, entre autres, par des plaques (17) ou des tubes (18). <IMAGE> <IMAGE>

Description

  • L'invention concerne la chambre de coupure d'un disjoncteur électrique, comprenant une chambre de formation d'arc renfermant un contact fixe et un contact mobile, lesquels, au moment de leur séparation forment un arc entre eux, ladite chambre de formation communiquant avec l'entrée d'une deuxième chambre, dite d'extinction d'arc.
  • Dans les disjoncteurs connus, notamment les disjoncteurs miniatures, il a été observé qu'après la commutation de l'arc, et le déplacement de celui-ci dans la chambre de coupure en direction de la chambre d'extinction, un courant de quelques ampères subsiste sur le contact mobile. Ce faible courant résiduel est à l'origine d'un phénomène appelé "reclaquage" qui se définit par la disparition en quelques microsecondes de l'arc présent dans la chambre d'extinction et apparition de celui-ci au niveau du contact mobile.
  • La présente invention résout ce problème et propose une chambre de coupure de disjoncteur électrique dans laquelle les risques de reclaquage sont considérablement réduits.
  • A cet effet, la présente invention a pour objet une chambre de coupure d'un disjoncteur électrique comprenant une chambre de formation d'arc renfermant un contact fixe et un contact mobile, lesquels, au moment de leur séparation forment un arc entre eux. La chambre de formation communique avec l'entrée d'une deuxième chambre dite d'extinction d'arc, et la chambre de coupure est caractérisée en ce qu'elle comporte en outre au moins un refroidisseur placé à l'intérieur de la chambre de formation d'arc de manière à refroidir les gaz présents autour du contact mobile après la commutation de l'arc.
  • Suivant une réalisation particulière, les refroidisseurs précités sont placés autour du contact mobile .
  • Suivant une variante de réalisation, les refroidisseurs précités sont placés entre le contact mobile et la chambre d'extinction précitée , à une distance prédéterminée dudit contact mobile .
  • Suivant une caractéristique particulière, les refroidisseurs précités sont constitués par des plaques ou bien des tubes.
  • Suivant une première réalisation, les refroidisseurs précités comprennent deux ensembles de plaques parallèles entre elles, disposés de part et d'autre du contact mobile . Avantageusement, ces plaques s'étendent sensiblement parallèlement au contact mobile.
  • Suivant une variante de réalisation, les refroidisseurs précités comprennent deux ensembles de tubes parallèles entre eux, disposés de part et d'autre du contact mobile . Avantageusement, ces tubes s'étendent sensiblement perpendiculairement au contact mobile.
  • Avantageusement, les refroidisseurs précités sont réalisés en métal ou en céramique.
  • Mais d'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels :
  • Les figures 1, 2 et 3 sont trois vues en coupe schématiques, illustrant respectivement trois réalisations particulières de l'invention.
  • Les figures 1a, 2a et 3a sont des vues schématiques de côté, illustrant la forme et l'agencement des refroidisseurs correspondant respectivement aux figures 1, 2 et 3.
  • Sur les figures, on voit un pôle 1 de disjoncteur miniature comportant un boîtier isolant B, ayant sur sa face avant une manette de manoeuvre 2 et sur ses deux faces latérales étroites 3, 4, des bornes de connexion 5, 6. A l'intérieur du boîtier B sont logés, comme ceci est connu en soi, un contact mobile 7 et un contact fixe 8. Le contact mobile 7 est commandé par un mécanisme de commande (non représenté) reliant la manette précitée 2 au contact mobile 7 pour la fermeture du contact. Dans ce boîtier B sont également logés un déclencheur thermique et un déclencheur électromagnétique (non représentés), susceptibles de provoquer, en cas de surcharge ou de court-circuit, une ouverture automatique des contacts. La partie inférieure du boîtier B renferme une chambre de coupure 9 constituée par une première chambre de formation d'arc 10, communiquant avec l'entrée d'une deuxième chambre 11, dite d'extinction d'arc, comprenant des séparateurs 13 constitués par un empilage de plaques (ou tôles) qui s'étendent parallèlement à la base 12 du boîtier B.
  • Le contact mobile 7 s'étend sensiblement perpendiculairement au plan des plaques 13, de manière à tirer un arc entre les contacts 7, 8, lors de leur séparation, dont la direction initiale est sensiblement parallèle aux plaques 13. La chambre de coupure précitée 9 est délimitée latéralement par des cornes d'arc 14, 15 reliées respectivement électriquement aux deux bornes précitées 5, 6. Ces cornes d'arc 14, 15 sont agencées de manière à capter l'arc tiré entre les contacts 7, 8 lors de leur séparation.
  • Un tel disjoncteur étant bien connu des spécialistes, il sera inutile de décrire plus en détail son agencement ou son fonctionnement.
  • Suivant la réalisation illustrée sur les figures 1 et 1a, des éléments de refroidissement 16 sont placés autour du contact mobile 7 et sont destinés à refroidir les gaz chauds présents autour du contact mobile 7 après la commutation de l'arc. Ces refroidisseurs 16 sont constitués par deux ensembles 17a, 17b de plaques 17 parallèles entre elles, lesdits ensembles étant disposés respectivement de part et d'autre du contact mobile 7.
  • Suivant la réalisation illustrée sur les figures 2 et 2a, ces éléments de refroidissement 16, ou refroidisseurs, sont constitués par deux ensembles 18a, 18b de tubes 18 parallèles entre eux, lesdits ensembles 18a, 18b étant disposés de part et d'autre du contact mobile 7.
  • Suivant la réalisation illustrée sur les figues 3 et 3a, ces tubes 18, au lieu d'être disposés autour du contact mobile 7, sont placés dans la chambre de formation d'arc 10, à une certaine distance dudit contact 7, par exemple à même distance des séparateurs 13 et du contact mobile 7. On notera que dans ce cas, les deux ensembles de tubes 18a, 18b seront séparés par une distance a supérieure à la largeur du contact mobile 7.
    Dans ces trois réalisations, la surface d'échange importante des refroidisseurs 16 entraîne un refroidissement significatif du gaz.
  • Ainsi, après la commutation de l'arc, des vapeurs organiques chaudes dues à l'évaporation des parois isolantes (19) situées entre les chambres de formation et d'extinction, sont formées dans la chambre de coupure 9, (principalement lors de la stagnation de l'arc). Ces vapeurs organiques favorisent l'apparition du phénomène de reclaquage, en particulier lorsqu'elles sont combinées à une augmentation de la tension d'arc observée lors de la pénétration de l'arc dans la chambre.
  • Le refroidissement des vapeurs situées au voisinage du contact mobile 7 par les éléments de refroidissement précités 16, permet de diminuer considérablement le risque d'apparition de ce phénomène de reclaquage.
  • Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que peuvent être envisagés d'autres formes et agencements de refroidisseurs sans sortir du cadre de l'invention.
  • Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit.

Claims (10)

  1. Chambre de coupure d'un disjoncteur électrique comprenant une chambre de formation d'arc renfermant un contact fixe et un contact mobile, lesquels, au moment de leur séparation forment un arc entre eux, ladite chambre de formation communiquant avec l'entrée d'une deuxième chambre dite d'extinction d'arc, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre au moins un refroidisseur (16) placé à l'intérieur de la chambre de formation d'arc (10) de manière à refroidir les gaz présents autour du contact mobile (7) après la commutation de l'arc.
  2. Chambre de coupure selon la revendication 1, caractérisée en ce que les refroidisseurs précités (16) sont placés autour du contact mobile (7).
  3. Chambre de coupure selon la revendication 1, caractérisée en ce que les refroidisseurs précités (16) sont placés entre le contact mobile (7) et la chambre d'extinction précitée (11), à une distance prédéterminée dudit contact mobile (7).
  4. Chambre de coupure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les refroidisseurs précités (16) sont constitués par des plaques (17).
  5. Chambre de coupure selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les refroidisseurs précités (16) sont constitués par des tubes (18).
  6. Chambre de coupure selon la revendication 4, caractérisée en ce que les refroidisseurs précités (16) comprennent deux ensembles de plaques (17a, 17b) parallèles entre elles, disposés de part et d'autre du contact mobile (7).
  7. Chambre de coupure selon la revendication 5, caractérisée en ce que les refroidisseurs précités comprennent deux ensembles de tubes (18a, 18b) parallèles entre eux, disposés de part et d'autre du contact mobile (7).
  8. Chambre de coupure selon la revendication 6, caractérisée en ce que les plaques précitées (17) s'étendent sensiblement parallèlement au contact mobile (7).
  9. Chambre de coupure selon la revendication 7, caractérisée en ce que les tubes précités (18) s'étendent sensiblement perpendiculairement au contact mobile (7).
  10. Chambre de coupure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les refroidisseurs précités (16) sont réalisés en métal ou en céramique.
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